ИЗУЧЕНИЕ РОЛИ ПОЛИМОРФИЗМА RS9939609 ГЕНА FTO В РАЗВИТИИ ОЖИРЕНИЯ У БЕРЕМЕННЫХ ЖЕНЩИН И РЕГУЛЯЦИИ ФИЗИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ ИХ НОВОРОЖДЕННЫХ ДЕТЕЙ г. ЯКУТСКА
ИЗУЧЕНИЕ РОЛИ ПОЛИМОРФИЗМА RS9939609 ГЕНА FTO В РАЗВИТИИ ОЖИРЕНИЯ У БЕРЕМЕННЫХ ЖЕНЩИН И РЕГУЛЯЦИИ ФИЗИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ ИХ НОВОРОЖДЕННЫХ ДЕТЕЙ г. ЯКУТСКА
Аннотация
Выявлена положительная ассоциация полиморфизма rs9939609 с ожирением и с избыточной массой тела у женщин старше 27 лет. У женщин, носителей генотипов АА и АТ изученного полиморфизма, выявлено увеличение прибавки массы тела во время беременности по сравнению с носителями генотипа ТТ, которое сопровождалось тенденцией к снижению массы тела новорожденного. Подтверждена ассоциация полиморфизма rs9939609 гена FТО с избыточной массой тела и ожирением у обследованных женщин, усиливающаяся с возрастом. На фенотипические проявления изученного полиморфизма существенное влияние оказывают климато-географические и национальные факторы, что указывает на необходимость дифференцированного подхода к профилактике ожирения на Севере Российской Федерации.
1. Введение
Распространения и рост показателя ожирения среди детского населения в последние годы остаётся одной из приоритетных медико-биологических и социально-экономических проблем во многих странах мира
. Выводы исследований указывают на то, что за последние два десятилетия число детей и подростков с избыточной массой тела и признаками ожирения в территории России имеет признаки к приросту, многих исследователей волнует, что это характерно именно для детей раннего и далее возраста , .Генетический фактор в развитии патологии ожирения играет существенную роль, а внедрение и использование различных усовершенствованных методов молекулярной биологии для выявления генетической предрасположенности к ожирению. Результаты исследований в области нутрициологии и диетологии позволило доказать этот фактор
, .Поиск ассоциаций по всему геному (GWAS) показал, что полиморфизм одного нуклеотида (SNP) rs9939609 в первом нитроне гена FTO (ген ассоциированный с жировой массой и ожирением), который связан с различными типами ожирения в различных этнических популяциях, различных категорий населения живущих в разных климатогеографических и социально-экономических условиях
, . Хотя молекулярный механизм участия этого гена в накопления жировой массы до конца не понятен, полиморфизмы этого гена тесно связаны с риском развития избыточной массы тела и ожирения , .По данным литературных источников последних лет, установлена значимая связь с ожирением полиморфизмов: rs9939609 гена связи с жировой массой и ожирением FTO в европейских и некоторых азиатских и афроамериканских популяциях и Trp64Arg гена ADRB3 в ряде европейских популяций. Многими исследователями последних лет подтверждается факт о связи варианта rs9939609 гена FTO ассоциированной с жировой массой и ожирением. Были получены данные, которые описываются в различных популяциях в разных регионах России
, , , а также в странах Восточной и Западной Азии , и Южной Америке , .В частности, полиморфизм rs9939609 гена связи с жировой массой и ожирением (FTO) на сегодняшний день является наиболее изученным и однозначно ассоциированным с ожирением как у взрослых, так и у детей
, . Но, несмотря на множество исследований, которые указывают на связь данного гена с регуляцией жирового и углеводного обменов, а также с развитием абдоминального ожирения, молекулярный механизм его участия в этих процессах недостаточно изучен .Вместе с тем установлено несомненное влияние популяционных и климатических факторов на фенотипические проявления того или иного генотипа. Однако относительный вклад генетических факторов и факторов внешней среды в развитие ожирения у детей остаётся неясным
, . В частности, значительный интерес представляет возможный вклад в развитие ожирения таких факторов внешней среды, как природно-климатические условия, местности проживания, национальность, возраст и др. В последние годы доказано также, что ожирение у женщин до беременности и во время беременности, является фактором риска нарушения физического развития детей как в раннем возрасте, так и в последующие возрастные периоды , .Целью исследования является изучение возможной роли генетического полиморфизма и факторов внешней среды в развитии избыточной массы тела и ожирения у женщин и регуляции физического развития их детей раннего возраста в г. Якутске.
2. Материалы и методы
Всего было обследовано 100 женщин в возрасте от 20 до 40 лет и 100 новорожденных детей из Якутска.
Дизайн исследования был одобрен этическим комитетом ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии» и локальными этическими комитетами учреждений здравоохранения Якутска. Все женщины, принимавшие участие в исследовании, дали свое информированное согласие.
Проведен ретроспективный анализ 100 историй родов женщин, которые были родоразрешены в Перинатальном центре ГБУ РС (Я) «Якутская республиканская клиническая больница». Сбор данных проводился путем выкопировки данных из первичных медицинских документов: индивидуальной карты беременной и родильницы (учетная форма № 111/у); обменной карты (учетная форма № 113/у); истории родов (учетная форма № 096/у), истории развития новорожденного (учетная форма № 097/у). Данные заносились в специально разработанную анкету, которая включала социально-гигиенические характеристики семьи, репродуктивный, гинекологический и соматический анамнезы, особенности течения данной беременности по триместрам, течения родов, показания к оперативному родоразрешению.
Оценка клинико-антропометрических данных новорожденного осуществлялась по показателям: вес, рост, окружность головы, шкала Апгар, диагноз, наличие задержки развития плода и состояния здоровья новорожденного в периоде адаптации.
Для измерения показателей физического развития женщин и детей применялись соответствующие возрасту сертифицированные весы и ростомеры. Забор грудного молока проводился у женщин в стерильные пробирки объемом 10 мл на 3-5 сутки после родов. Набранный материал замораживался при t=-80оС и транспортировался в холодильнике в ФИЦ питания, биотехнологии и безопасности пищи. Грудное молоко набрано у женщин коренного населения – 56 чел., пришлого населения – 44.
У всех обследованных женщин была проведена идентификация полиморфизма rs9939609 гена FTO. ДНК выделяли из грудного молока стандартным методом, с использованием многокомпонентного лизирующего раствора, разрушающего комплекс ДНК с белком и последующей сорбцией на частицы, покрытые силикагелем. Для выделения использован набор реагентов «ДНК-СОРБ», производства ЗАО «Интерлабсервис», Москва, Россия. Генотипирование проводили с применением аллель-специфичной амплификации с детекцией результатов в режиме реального времени и использованием TaqMan-зондов, комплементарных полиморфным участкам ДНК. Для проведения амплификации использовали амплификатор «CFX96 Real Time System» («BIO-RAD», США).
Для оценки связи полиморфизма rs9939609 гена FTO с избыточной массой тела и ожирением у обследованных женщин были проведены исследования по типу «случай-контроль». В связи с тем, что количество женщин, страдающих ожирением, в Якутске было незначительным, то 1-ая группа в этом регионе имела ИМТ ≥25 кг/м2(женщины с избыточной массой тела – «случай»), 2-ая c ИМТ <25 кг/м2 («контроль»).
Статистическую обработку полученных результатов проводили с использованием системы SPSS 20. Тесты на соблюдение равновесия Харди-Вайнберга и выявление ассоциаций методом Пирсона χ2 проводили с помощью программы DeFinetti на сайте Института генетики человека (Мюнхен, Германия). Различия считали достоверными при p <0,05.
3. Основные результаты
Нами были проведены исследования частоты встречаемости генотипов и аллелей полиморфизмов rs9939609 гена FTO у обследованных женщин из Якутска.
Таблица 1 - Частота встречаемости генотипов и аллелей полиморфизмов rs9939609 гена FTO у обследованных женщин из Якутска
Группа обследованных | Частота встречаемости генотипов | Частота встречаемости аллелей, % | OR (95% CI) | P | ||||||
Аллель риска А | ||||||||||
ТТ | АТ | АА | Т | А | 1,54 (0,89-2,09) | 0,14 | ||||
абс | % | абс | % | абс | % | |||||
Все обследованные | 41 | 41,0 | 53 | 53,0 | 6 | 6,0 | 67,5 | 29,5 | ||
Коренное население | 24 | 42,9 | 31 | 55,4 | 1 | 1,8 | 70,5 | 29,5 | 1,37 (0,76-2,47) | 0,30 |
Пришлое население | 17 | 38,6 | 22 | 50,0 | 5 | 11,4 | 63,6 | 36,4 | ||
Результаты генотипирования полиморфизма rs9939609 гена FTO отражена таблице 1. Установлено, что частота встречаемости генотипа ТТ у обследованных женщин в 6,8 раз выше, а генотипа АТ в 8,8 раз выше, чем частота встречаемости генотипа АА. При этом частота встречаемости аллеля риска ожирения (А) составила 29,5%, и по значению приближается к соответствующему показателю у Азиатского населения и населения Аляски
, . Следует также отметить более высокий (на 6,9%), но не достигающий статистической значимости, показатель встречаемости аллеля А у пришлого населения Якутска по сравнению с коренным (табл.1) и в 6,3 раза более высокую частоту встречаемости генотипа АА у пришлого населения Якутии по сравнению с коренным (табл.1).Таблица 2 - Частота встречаемости генотипов и аллелей полиморфизмов rs9939609 гена FTO у женщин из Якутска в зависимости от индекса массы тела и возраста
Полиморфизмы | Группы | Частота встречаемости генотипов | Частота встречаемости аллелей, % | OR (95% CI) | P | ||||||
ТТ | АТ | АА | Т | А | Аллель риска А | ||||||
абс. | % | абс. | % | абс. | % | ||||||
Все обследованные | ИМТ <25 кг/м2 | 36 | 45,6 | 38 | 48,1 | 5 | 6,3 | 69,6 | 30,4 | 1,56 (0,77-3,14) | 0,21 |
ИМТ ≥ 25 кг/м2 | 5 | 23,8 | 15 | 71,4 | 1 | 4,8 | 59,5 | 40,5 | |||
Обследованные в возрасте 27 и более | ИМТ <25 кг/м2 | 18 | 42,9 | 20 | 47,6 | 4 | 9,5 | 66,6 | 33,4 | 1,75 (0,74-4,08) | 0,19 |
ИМТ ≥ 25 кг/м2 | 2 | 13,3 | 12 | 80,0 | 1 | 6,7 | 53,3 | 46,7 | ТТ ↔АТ+АА: 4,8 (0,97-24,1) | 0,039 | |
Обследование женщин из Якутска выявило положительную связь с избыточной массой тела для аллеля А изучаемого полиморфизма, однако эта связь не достигала статистической достоверности (табл.2).
Таблица 3 - Показатели физического развития новорожденных в зависимости от ИМТ матери
Показатели новорожденного ребенка | |||
Масса, г | Длина, см | ИМТ
| Окружность головы, см |
ИМТ <25 кг/м2 | |||
3369,9±52,2 | 52,3±0,25 | 12,0 ± 0,13 | 34,1±0,14 |
25≥ИМТ<30 кг/м2 | |||
3690,6±79,4* | 53,1±0,41 | 12,8 ± 0,20 | 34,9±0,28 |
ИМТ≥30 кг/м2 | |||
3612,5±101,1* | 52,5±1,19 | 12,2 ± 0,11 | 35,5±0,64 |
В ходе дальнейших исследований было изучено влияние избыточной массы тела и ожирения у женщин до беременности на физическое развитие детей раннего возраста в зависимости от полиморфизма rs9939609 гена FTO. Проведенные исследования показали, что, наличие избыточной массы тела и ожирения у матери не влияет на такие показатели физического развития новорожденного, как длина тела, индекс массы тела, окружность головы (табл. 3).
Таблица 4 - Динамика массы тела женщин в период беременности и показатели физического развития их новорожденных детей в зависимости от генетического полиморфизма rs9939609 гена FTO у матери
Генотип rs9939609 | Прибавка массы тела во время беремен-ности | ИМТ женщин кг/м2 | Показатели новорожденного | |||
Масса, г | Длина, см | ИМТ | Окружность головы, см | |||
ТТ | 10,8±0,61 | 22,7±0,45 | 3475,8±71,2 | 52,9±0,32 | 12,1±0,17 | 34,3±0,18 |
АТ | 10,9±0,48 | 23,2±0,37 | 3448,2±48,2 | 52,3±0,24 | 12,4±0,13 | 34,4±0,14 |
АА | 15,7±2,90 | 23,8±1,63 | 2946,7±410,8 | 50,7±2,04 | 10,7±0,85 | 33,0±1,29 |
Наблюдалось статистически достоверное увеличение массы тела ребенка при наличии избыточной массы тела и ожирения у матери в среднем на 7-9% (табл. 4), что согласуется с литературными данными
, , , . Наблюдалось увеличение массы тела новорожденного на 8,5% у матерей-носителей генотипа АА по сравнению с носителями генотипов ТТ и АТ, вместе с тем, это увеличение не достигло статистической значимости. Кроме того, у женщин-носителей аллеля А наблюдалась более низкая прибавка массы тела во время беременности: при гетерозиготном носительстве на 15,7%, при гомозиготном носительстве на 28,5%, причем во втором случае уменьшение прибавки массы тела во время беременности было статистически значимым (p<0,05) (табл.4).Вместе с тем показано, что в развитии избыточной массы тела и ожирения у обследованных женщин играют роль не только генетические, но и другие факторы (климатогеографические, национальные, возрастные).
В частности, экстремальные условия проживания жителей Якутии, по всей видимости, ведут к значительным затратам энергии на поддержание адекватной температуры тела. В связи с этим у коренного населения Якутии сформировался, очевидно, эволюционно закрепленный тип метаболизма, направленный на обеспечение адекватной температуры тела, тогда как у лиц, прибывших в Якутию на временное проживание (пришлого населения), сохраняется прежний тип метаболизма.
В связи с этим, по-видимому, и наблюдался более низкий (на 6,9%), хотя и не достигающий статистической значимости, показатель встречаемости аллеля А и в 6,3 раза более низкая частота встречаемости генотипа АА у коренного населения Якутска по сравнению с пришлым. Этими же экстремальными климатическими условиями можно, по-видимому, объяснить разнонаправленные ассоциации генотипа АА с прибавкой массы тела женщин в Якутии и связи этого генотипа матери с массой тела ребенка при рождении. Носители генотипа АА в большей степени склонны к накоплению жировой ткани, чем носители генотипов ТТ и АТ, что требует расхода значительной части энергии, поступающей в организм с пищей. В данной ситуации в Якутии плод, по-видимому, снабжается энергией по остаточному принципу, что находит свое выражение в тенденции к более низкой массе тела ребенка при рождении.
4. Заключение
Результаты проведенного исследования в Якутии, подтвердили известный факт ассоциации полиморфизма rs9939609 гена FTO с развитием избыточной массы тела и ожирения. Аллель А изучаемого полиморфизма вносит свой вклад в риск развития ожирения, причем клиническое проявление носительства полиморфизма связано с возрастом. При изучении фенотипических проявлений полиморфизма rs9939609 гена FTO матерей у обследуемых детей из Якутска не было выявлено статистически значимого влияния этого полиморфизма на такие показатели физического развития новорожденного, как длина тела, ИМТ, окружность головы.
Полученные результаты могут применяться для прогнозирования развития ожирения у беременных женщин в клинике, оптимизации терапии и профилактики сопутствующей патологии и для регуляции физического развития их детей.